專利名稱：人工地下河地下地上水庫(kù)蓄水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人工地下河地上地下水庫(kù)蓄水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一切社會(huì)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)都極大地依賴于水的供應(yīng)量和質(zhì)量，水是生命之源，是經(jīng)濟(jì) 社會(huì)發(fā)展重要的經(jīng)濟(jì)資源和戰(zhàn)略資源。沒有干凈的水，就沒有生命的健康，也就沒有社會(huì)的 和諧；沒有水資源的可持續(xù)利用，就沒有經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，水的問題已成為當(dāng) 今世界戰(zhàn)略性的重大問題，水資源也成為了人類共同關(guān)注的課題。
從當(dāng)前和21世紀(jì)的發(fā)展看，洪澇災(zāi)害、干旱缺水、水生態(tài)環(huán)境惡化三大問題，特別 是水資源短缺問題，將越來越成為制約經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素。水資源狀況形勢(shì)嚴(yán)峻， 干旱缺水成為我國(guó)的主要自然災(zāi)害。洪澇災(zāi)害、水土流失、水污染、水資源時(shí)空分布不均以 及季節(jié)性缺水、水質(zhì)性缺水和工程性缺水等問題也普遍存在，陷入缺水的困境，經(jīng)濟(jì)發(fā)展受 到限制，并逐漸影響到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民生活。當(dāng)雨季到來，江河水上漲，要麼泛濫成災(zāi)，要麼雨水白白流失。從增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度出發(fā)，如何開發(fā)利用自然水資源，創(chuàng)造再生水資源， 加強(qiáng)水利建設(shè)，建設(shè)人工地下河是當(dāng)務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中結(jié)構(gòu)上的不足，本發(fā)明的目的是提供一種人工地下河地下地上水 庫(kù)蓄水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，以利于充分利用水資源，增加水資源，為提高經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力、改善社會(huì) 福利發(fā)揮應(yīng)有的作用。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種人工地下河地下地上水庫(kù)蓄 水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，該人工地下河結(jié)構(gòu)設(shè)在天然水道的一側(cè)，其中在所述天然水道的任一局 部鋪設(shè)防攔雜物的護(hù)網(wǎng)，在所述護(hù)網(wǎng)的天然水道水提處設(shè)置帶有放水間的攔水壩，與攔水 壩相接有人工地下河，人工地下河的河底比天然水道中水在枯水期水平面低于0-15米，河 面寬為5-200米，在人工地下河的兩側(cè)分別設(shè)有多條分支水道；與人工地下河連接有比人 工地下河河床高出1-5米的露天地下河，露天地下河的末端設(shè)有發(fā)電機(jī)組，同時(shí)人工地下 河的末端還設(shè)有輸水水道和地下水庫(kù)，輸水水道的底部比人工地下河的河底高2-8米，地 下水庫(kù)的底部比人工地下河的河底低5-15米，地下水庫(kù)一側(cè)設(shè)有方舶，方舶連通另一輸水 水道，另一輸水水道的底部比人工地下河的河底低1-5米，另一輸水水道末端設(shè)有多臺(tái)抽 水機(jī)，多臺(tái)抽水機(jī)連接蓄水池并連通蓄水庫(kù)，在蓄水庫(kù)的兩側(cè)通過泄水坡道分別連通主蓄 水池，在另一輸水水道與兩個(gè)主蓄水池之間設(shè)有閘門。所述發(fā)電機(jī)組通過輸電線路連接抽水機(jī)，所述蓄水池連接第一主體發(fā)電機(jī)組，在 蓄水庫(kù)的兩側(cè)分別設(shè)有第二主體發(fā)電機(jī)組。本發(fā)明的效果是該人工地下河發(fā)電系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)防止水源污染，儲(chǔ)存水源，循環(huán)發(fā) 電，干旱季節(jié)向無水區(qū)發(fā)輸水源，并存在可觀的經(jīng)濟(jì)效益，收入可觀。
如建一個(gè)中小規(guī)模的人工地下河，現(xiàn)將具體成本數(shù)字估算如下兩面澆注水泥墻高15米，厚度0.8米，地基為丄字形，埋入地下2-3米。1延米兩 面墻的體積1*15(高)*0.8(厚)*2(面)=24米31延米人工地下河頂蓋的體積1*100米(寬)*0· 4(厚)=40米3一延米丄字形底座0·5+0·5 = 1米3
1延米兩面墻和頂蓋的總體積24+40+1 = 65米3水泥按照350元/噸沙石按照70元/噸，按水泥沙子石頭=3 4 5計(jì)， 3噸水泥價(jià)格1050元，9噸沙石價(jià)格是630元，平均每噸水泥沙石價(jià)格(1050+630)/12噸= 140 元。按螺紋鋼直徑Φ 16-18鋼筋計(jì)算3840元/噸1延米按2. 5噸鋼材計(jì)算3840*2. 5 = 9600元按10000 米計(jì)算9600*10000 = 9600 萬元1延米兩面墻和頂蓋的成本65*140 = 9100元按10000米計(jì)算兩面墻和頂蓋的成本9100萬元按長(zhǎng)100米4根水泥樁柱計(jì)算10000米用柱400根按寬100米3根水泥樁柱計(jì)算3*400 = 1200根每根按10000 元計(jì)算 10000*1200 = 1200 萬元總成本為1200萬元+9100萬元+9600萬元=1. 99億元。按現(xiàn)水價(jià)計(jì)算總收益人工地下河長(zhǎng)10000米*寬100米*高12米*4元/m3 = 0. 48億元。在無人活動(dòng)地區(qū)、開闊地可以不加蓋，這樣可以節(jié)約大量成本。按一延米、高15米、厚0.5米，兩面墻丄字型計(jì)算1*0. 5* (15+0. 5+0. 5) *2 = 16 米 316*140 = 2240 元按螺紋鋼價(jià)格直徑Φ 12-14鋼筋計(jì)算價(jià)格3800元/噸，一延米按600公斤計(jì)算3800/1000 公斤 *600 = 2280 元一延米水泥石料成本2240+2280 = 4520元按一萬米計(jì)算水泥石料成本4520*10000 = 4520萬元按10000米計(jì)算露天地下河體積10000*100*14 = 14000000米3按最低水價(jià)4元計(jì)算14000000*4 = 0. 56億元凈收益0· 56億元-0. 452億元=0. 108億元地下水庫(kù)成本按螺紋鋼直徑Φ 16-18鋼筋計(jì)算價(jià)格3840元/噸一延米地下水庫(kù)按七階梯梯形 計(jì)算一延米地下水庫(kù)按七階梯梯形計(jì)算每階梯高3米、寬2米(含高面1米)，厚1米， 1*(3+1)*7 = 28 米 3一延米28米3*140元/噸(沙石料)=3920元地下水庫(kù)按40平方公里計(jì)算長(zhǎng)8000米寬5000米(8000+5000) *2 = 26000 米 * 一延米 3920 元=1. 019 億元
地下水庫(kù)的體積8000*5000*20 = 8億米3按現(xiàn)水價(jià)計(jì)算總收益8億米3*4元/噸=32億元凈收益32億元-成本1. 019億元=30. 981億元。地上水庫(kù)成本按螺紋鋼價(jià)格直徑Φ 20-25鋼筋計(jì)算3880元/噸一延米地上水庫(kù)按8階梯23米(埋入地下3米)梯形計(jì)算地下墻5米深墻厚 度0.5米底座寬1.5米高0.5米0. 5 米 * (5 米 +0. 5 米 +0. 5 米)=3 米 3地基53米3地面是103. 15米3一延米合計(jì)53+103· 15+3 = 159. 15 米 3*140 元 / 噸(沙石料)=22281 元一延米按3噸鋼材計(jì)算388O*3 = 11640元+2228I (沙石料)=33921元地上水庫(kù)按40平方公里計(jì)算(8000+5000) *2 = 26000米*33921元=8. 8194億 元按現(xiàn)水價(jià)計(jì)算總收益8億立方米*4元/噸=32億元凈收益32億元-8. 8194億元=23. 1806億元地下水庫(kù)建10-500平方公里，地上水庫(kù)建10-400平方公里。根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況而定，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益可觀。此部分僅僅是水的效益，若包含循環(huán) 發(fā)電所產(chǎn)生的效益，則更加客觀。


圖1為本發(fā)明的人工地下河地上地下水庫(kù)蓄水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)示意圖。圖中1、天然水道 2、攔水壩 3、人工地下河 4、露天地下河5、發(fā)電機(jī)組 6，9、輸水 水道7、地下水庫(kù)8、方舶10、抽水機(jī)11、蓄水池 12、第一主體發(fā)電機(jī)組13、蓄水庫(kù) 14、第二主體發(fā)電機(jī)組15、主蓄水池 16，18、輸水閘門 17、反沖板 19、配電設(shè)施20、貨 物坡道21、泄水坡道22、發(fā)電機(jī)組23、攔水閘24、輸電線路25、分支水道26、頂蓋 27、運(yùn)送物資過橋
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的人工地下河地上地下水庫(kù)蓄水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)加以 說明。圖1中箭頭所指方向?yàn)樗鞣较颉Ｈ鐖D1所示，本發(fā)明的人工地下河地上地下水庫(kù)蓄水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，該人工地下 河結(jié)構(gòu)設(shè)在天然水道的一側(cè)，在所述天然水道1的任一局部鋪設(shè)防攔雜物的護(hù)網(wǎng)，在所述 護(hù)網(wǎng)的天然水道水提處設(shè)置帶有放水間的攔水壩2，與攔水壩2相接有人工地下河3，人工 地下河3的河底比天然水道中水在枯水期水平面低于0-15米，河面寬為5-200米，在人工 地下河3的兩側(cè)分別設(shè)有多條分支水道25，所述人工地下河3面上設(shè)有頂蓋26，該頂蓋26 可加可不加。頂蓋26的設(shè)置不影響地面任何人為活動(dòng)，可加厚土層1-2米，層面上可以綠 化、耕地，也可以作行人、行車的路面等用。與人工地下河3連接有河床比人工地下河3河頂蓋高出1-5米的露天地下河4，在人工地下河3末端頂部有一道攔水壩。露天地下河4的末端設(shè)有發(fā)電機(jī)組5，同時(shí)露天地下 河4的末端還設(shè)有輸水水道6和地下水庫(kù)7，輸水水道6的底部比露天地下河4的河底高 2-8米，在6其中，鋪設(shè)一條管道，與水道9相連，地下水庫(kù)7的底部比露天地下河4的河底 低5-15米，地下水庫(kù)7 —側(cè)設(shè)有方舶8，方舶8連通輸水水道9，輸水水道9的底部比露天 地下河4的河底低1-5米，輸水水道9末端設(shè)有多臺(tái)抽水機(jī)10，多臺(tái)抽水機(jī)10連接蓄水池 11，并通過第一主體發(fā)電機(jī)組12，并連通蓄水庫(kù)13，在蓄水庫(kù)13的兩側(cè)通過泄水坡道21分 別連通主蓄水池15，在輸水水道9與兩個(gè)主蓄水池15之間設(shè)有閘門16。所述發(fā)電機(jī)組5通過輸電線路24連接抽水機(jī)10，所述蓄水池11連接第一主體發(fā) 電機(jī)組12，在蓄水庫(kù)13的兩側(cè)分別設(shè)有二主體發(fā)電機(jī)組14。所述蓄水庫(kù)13兩側(cè)的第二主 體發(fā)電機(jī)組14處分別設(shè)有運(yùn)送貨物的坡道20。本發(fā)明的人工地下河發(fā)電系統(tǒng)是這樣實(shí)現(xiàn)的在天然水道1的任何適宜一處鋪設(shè)防攔雜物的鐵網(wǎng)，在所述護(hù)網(wǎng)的天然水道水提 處設(shè)置帶有放水間的攔水壩2，依據(jù)天然水道1的水流量大小，攔水壩2的長(zhǎng)度不一，攔水 壩2長(zhǎng)20-300米。與攔水壩2相接有人工地下河3，人工地下河3的河底比天然水道中水 在枯水期水平面低于0-15米，河面寬為5-200米，人工地下河3的河面設(shè)有頂蓋26。人工 地下河3的根據(jù)天然水道1的規(guī)模及地理環(huán)境，其河底的深度及河面的寬度在范圍內(nèi)適當(dāng) 選擇。在人工地下河3的兩側(cè)分別設(shè)有多條分支水道25，以利于更多的蓄水。人工地下河 3河面的上，若處于無人或人員稀少情況下，頂蓋26可加可不加，以利于節(jié)省投資。在分支水道25上建多條小支流，分支水道25擔(dān)負(fù)著向各需水地區(qū)輸送水源。與 人工地下河3連接有比人工地下河3河床高出1-5米的露天地下河4，目的將上面來的水流 中雜物進(jìn)行二次清理。清理時(shí)可放船舶人工清理，也可機(jī)械清理，目的是防止雜物損壞露天 地下河4末端的發(fā)電機(jī)組5。這也是人工地下河3第一道發(fā)電機(jī)組，發(fā)出的電通過輸電線路 24輸送到抽水機(jī)10，供部分抽水機(jī)10用電。抽水機(jī)10的管道直徑為1. 5-2米。同時(shí)露天地下河4的末端還設(shè)有輸水水道6和地下水庫(kù)7，輸水水道6的底部比人 工地下河3的河底高2-8米，目的是雨季從上面流過。無水時(shí)通過6鋪設(shè)的管道流入9河 道。地下水庫(kù)7的底部比人工地下河3的河底低5-15米，地下水庫(kù)7—側(cè)設(shè)有方舶8，方舶 8中固定有抽水機(jī)，可隨水位高低而變化，該抽水機(jī)從地下水庫(kù)7抽水通過8補(bǔ)充給9河道 中，方舶8的閘門是調(diào)節(jié)水位的高低，當(dāng)水庫(kù)水位高于水道時(shí)，把該閘門放下，水就會(huì)自動(dòng) 流入人工9河道。方舶8連通輸水水道9，輸水水道9的底部比人工地下河3的河底低1-5 米，輸水水道9末端設(shè)有多臺(tái)抽水機(jī)10，小水庫(kù)主體高20-50米，長(zhǎng)6公里，寬100-500米。 地上水庫(kù)面積10-400平方公里。地下水庫(kù)面積10-500平方公里。根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r而定。多臺(tái)抽水機(jī)10連接蓄水池11并通過12第一主體發(fā)電機(jī)組連通蓄水庫(kù)13，成為 第二大水庫(kù)蓄水池。蓄水池11也成為第一地上小水庫(kù)，在蓄水庫(kù)13的兩側(cè)通過泄水坡道 21分別連通主蓄水池15，成為發(fā)電后的蓄水池。主蓄水池15比蓄水庫(kù)13的底平面向下負(fù) 1-3米。在輸水水道9與兩個(gè)主蓄水池15之間設(shè)有閘門16。當(dāng)放下閘門16，打開閘門18 時(shí)，水流向所需地區(qū)，反之水通過閘門16流回人工河道9，循環(huán)發(fā)電。作為第一地上小水庫(kù)的蓄水池11內(nèi)設(shè)第一主體發(fā)電機(jī)組12，在蓄水庫(kù)13的兩側(cè)分別設(shè)有第二主體發(fā)電機(jī)組14。第二主體發(fā)電機(jī)組14的廠房高5-30米。所述蓄水庫(kù)13 兩側(cè)的第二主體發(fā)電機(jī)組14處分別設(shè)有運(yùn)送貨物的坡道20。
第二主體發(fā)電機(jī)組14發(fā)電后，反沖板17適用于放水所用。配套設(shè)置19用于放置 變電所的設(shè)備。泄水坡道21有利于發(fā)電后放出水時(shí)更加暢通。圖中序號(hào)22是在發(fā)電的同 時(shí)，主要利用落差提供向上游輸送的水源。蓄水池11互通攔水閘23，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)組5發(fā)出的電提供不了多臺(tái)抽水機(jī)10用電， 經(jīng)一部一部的抽水機(jī)10逐步通電，所以使部分抽水機(jī)先工作，當(dāng)部分蓄水池及部分發(fā)電機(jī) 工作后，它們發(fā)出來的電就可以供所有的多臺(tái)抽水機(jī)用電。運(yùn)送物資過橋27是連接輸水水 道9兩邊的運(yùn)送貨物過橋?？傊?，本發(fā)明的人工地下河地下地上水庫(kù)蓄水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)截流江水等天然水道 1，并通過放水間的攔水壩2將水流流入人工地下河3，通過露天地下河4流入河盡頭攔水壩 的發(fā)電機(jī)組5，通過輸水水道6、輸水水道9到抽水機(jī)10處，再將水存到蓄水池11處，待水 存滿后，通過第一主體發(fā)電機(jī)組12進(jìn)行發(fā)電，水流入蓄水庫(kù)13，待存滿后，通過第二主發(fā)電 機(jī)組14，再次進(jìn)行發(fā)電，水流入主蓄水池15，流入閘門16處，開閘后，水流回輸水水道9，繼 續(xù)進(jìn)行循環(huán)發(fā)電。雨季過后，地下水庫(kù)水源充足時(shí)，利用地下水庫(kù)水源進(jìn)行水源補(bǔ)充，由地下水庫(kù)7 通過閘門8向閘門9的水道補(bǔ)充水源，然后重復(fù)上述過程進(jìn)行水循環(huán)發(fā)電。地下水庫(kù)建10-500平方公里地上水庫(kù)建10-400平方公里。根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況而 定，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益可觀。其中，此部分效益不包含循環(huán)發(fā)電所產(chǎn)生的效益。在提取水源過程 中本發(fā)明的抽水機(jī)起到關(guān)鍵作用，可提高抽水速度3-5倍，大大減少抽水機(jī)用電成本。地上 水庫(kù)完整發(fā)電裝置最適合海上發(fā)電，可直接提取海水進(jìn)行海上循環(huán)發(fā)電，在我國(guó)有條件的 沿海地區(qū)多建設(shè)這樣的海水發(fā)電水庫(kù)。在我國(guó)有條件地區(qū)、沿海多建設(shè)這種發(fā)電裝置，以后 可減少火力發(fā)電，它們才是最大的碳排放主要根源，現(xiàn)在我們可抓緊時(shí)間先建地下河，它比 較容易建造，修建比較快，地下水庫(kù)和地上水庫(kù)可先緩建。關(guān)于電成本效益，從2號(hào)閘門開起時(shí)，用少量外來電源之后，先從地下河盡頭5號(hào) 開始發(fā)出電來，供10號(hào)部分抽水機(jī)用電，當(dāng)12號(hào)發(fā)電機(jī)組完全發(fā)電之后，就不再用2號(hào)外 來電，所以12號(hào)和14號(hào)兩側(cè)發(fā)電機(jī)組發(fā)出來的電全部是產(chǎn)生的效益，到底效益多大，根據(jù) 發(fā)電機(jī)組發(fā)出電能的大小而定。
權(quán)利要求
一種人工地下河地上地下水庫(kù)蓄水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)在天然水道的一側(cè)，其特征是在所述天然水道(1)的任一局部鋪設(shè)防攔雜物的護(hù)網(wǎng)，在所述護(hù)網(wǎng)的天然水道水堤處設(shè)置帶有放水閘的攔水壩(2)，與攔水壩(2)相接有人工地下河(3)，人工地下河(3)的河底比天然水道中水在枯水期水平面低于0-15米，河面寬為5-200米，在人工地下河(3)的兩側(cè)分別設(shè)有多條分支水道(25)；與人工地下河(3)連接有河床比人工地下河(3)河床高出1-5米的露天地下河(4)，露天地下河(4)的末端設(shè)有發(fā)電機(jī)組(5)，同時(shí)人工地下河(3)的末端還設(shè)有輸水水道(6)和地下水庫(kù)(7)，輸水水道(6)的底部比露天地下河(4)的河底高2-8米，其中鋪設(shè)一條管道，連接水道(9)地下水庫(kù)(7)的底部比露天地下河(4)的河底低5-15米，地下水庫(kù)(7)一側(cè)設(shè)有方舶(8)，方舶(8)連通輸水水道(9)，輸水水道(9)的底部比露天地下河(4)的河底低1-5米，輸水水道(9)末端設(shè)有多臺(tái)抽水機(jī)(10)，多臺(tái)抽水機(jī)(10)連接小水庫(kù)蓄水池(11)并通過第一主體發(fā)電機(jī)組(12)連通蓄水庫(kù)(13)，在蓄水庫(kù)(13)的兩側(cè)通過泄水坡道(21)分別連通主蓄水池(15)，在輸水水道(9)與兩個(gè)主蓄水池(15)之間設(shè)有閘門(16)；所述發(fā)電機(jī)組(5)通過輸電線路(24)連接多臺(tái)抽水機(jī)(10)，所述蓄水池(11)連接第一主體發(fā)電機(jī)組(12)，在蓄水庫(kù)(13)的兩側(cè)分別設(shè)有第二主體發(fā)電機(jī)組(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述人工地下河(3)面上設(shè) 有頂蓋(26)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征是所述蓄水庫(kù)(13)兩側(cè)的二主 體發(fā)電機(jī)組(14)處分別設(shè)有運(yùn)送貨物的坡道(20)。
全文摘要
本發(fā)明提供人工地下河地上地下水庫(kù)蓄水循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)在天然水道的一側(cè)，在天然水道的任一局部鋪設(shè)護(hù)網(wǎng)，在護(hù)網(wǎng)的天然水道水堤處設(shè)置帶有放水閘的攔水壩，與攔水壩相接有人工地下河，在人工地下河的兩側(cè)分別設(shè)有多條分支水道；與人工地下河連接有露天地下河，露天地下河的末端設(shè)有發(fā)電機(jī)組，同時(shí)露天地下河的末端還設(shè)有一輸水水道和地下水庫(kù)，地下水庫(kù)一側(cè)設(shè)有方舶，方舶連通另一輸水水道，另一輸水水道末端設(shè)有抽水機(jī)，抽水機(jī)連接蓄水池并連通蓄水庫(kù)，在蓄水庫(kù)的兩側(cè)通過泄水坡道分別連通主蓄水池。在蓄水庫(kù)的兩側(cè)分別設(shè)有第二主體發(fā)電機(jī)組。本發(fā)明的效果是該人工地下河可實(shí)現(xiàn)防止水源污染，儲(chǔ)存水源，循環(huán)發(fā)電，干旱季節(jié)向無水區(qū)發(fā)輸水源，并存在可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)E02B9/04GK101831893SQ20101014677
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月15日
發(fā)明者尹俊鋼, 尹鵬 申請(qǐng)人:尹俊鋼